Download - PENGARUH KOROSI LINGKUNGAN PANTAI PADA ALUMINIUM PADUAN … · PADA ALUMINIUM PADUAN 8,5% SILIKON 4% TEMBAGA. SKRIPSI . Untuk memenuhi sebagian persyaratan . mencapai derajat sarjana

i

PENGARUH KOROSI LINGKUNGAN PANTAI

PADA ALUMINIUM PADUAN 8,5% SILIKON 4% TEMBAGA

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat sarjana S-1

Diajukan oleh:

RADITYA OMEGAWAN SAMBODO

NIM: 125214032

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2016

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

THE CORROSION OF ALUMINIUM ALLOY 8,5% SILICON 4% COPPER

IN TROPICAL COASTAL ATMOSPHERES

FINAL PROJECT

As partial fulfillment of the requirement

to obtain the Sarjana Teknik Degree

in Mechanical Engineering

by

RADITYA OMEGAWAN SAMBODO

Student Number: 125214032

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2016


PENGARUH KOROSI LINGKUNGAN PANTAI

PADA ALUMINIUM PADUAN 8,5% SILIKON 4% TEMBAGA

Disusun oleh

Nama: Raditya Omegawan Sambodo

NIM: 125214032

Telah Disetujui Oleh:

Yogyakarta, 16 Juni 2016

Pembimbing Utama

Bud· etyahandana, S.T., M)'.

iii


v

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang

pernah diajukan untuk memperoleh gelae kesarjanaan di suatu perguruan tinggi,

dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang

ernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, keculai secara tertulis diacu dalam

naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.


Raditya Omegawan Sambodo


vi

INTISARI

Pada penelitian ini penulis tergerak untuk meneliti material yang cocok

untuk digunakan sebagai sudu kincir angin yang terdapat pada lingkungan pantai.

Dikarenakan peneliti tertarik saat membaca salah satu berita, mengatakan

peningkatan penggunaan listrik dan pemerintah akan mengadakan proyek

pembangkit listrik 35.000 megawatt. Alternatif logam paduang yang dipilih

adalah Al-Si-Cu yang masing masing logam mempunyai tujuannya masing

masing. Aluminium memiliki sifat yang ringan mudah dibentuk, dan silicon

memiliki sifat yang tahan korosi sedangkan sifat dari tembaga adalah ulet. Tujuan

dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh penambahan 8,5Si dan 4%Cu pada

massa jenis, perubahan massa dan kekuatan tarik aluminium.

Proses pengecoran dari aluminium kondisi awal dan aluminium paduan

8,5%Si dan 4%Cu sebagai mengawali penelitian. Seletah proses pengecoran

selesai logam ini mengalami proses pembentukan spesimen. Spesimen yang

dibentuk untuk pengujian kekuatan tarik menurut standar ASTM A370, dengan

spesimen memiliki panjang ukur 25 mm dan diameter ukur 6,25 mm. setelah itu

spesimen ada yang tidak dikorosi atau 0 bulan ada yang dikorosi sampai 4 bulan.

Pengkorosian dilakukan di pinggir Pantai Pelangi, Bantul, Yogyakarta. Dan setiap

bulanya tiga spesimen diambil untuk di catat perubahan massa dan diujian

kekuatan tarik

Pengaruh penambahan 8,5%Si-4%Cu meningkatnya massa jenis sebesar 4% dari spesimen aluminium kondisi awal, yang awalnya 2674,59 gr/dm

3 menjadi

2782,50 gr/dm3. Pada kekuatan tarik spesimen paduan Al-8,5%Si-4%Cu

meningkat 32% dari spesimen aluminium kondisi awal. Rata-rata penurunan

kekuatan tarik aluminium kondisi awal adalah 21,25 Mpa per bulannya dan

penurunan kekuatan tarik spesimen paduan 3,90 Mpa per bulannya. Spesimen

aluminium kondisi awal setelah diberikan perlakuan korosi selama empat bulan

menyebabkan penurunan kekuatan tarik. Penurunannya sebesar 75,42%, sehingga

pada bulan keempat menjadi 27,67 Mpa yang awalnya sebesar 112,71Mpa.

Setelah diberikan pembahan 8%Si dan 4%Cu pada spesimen aluminium,

memberikan hasil yang lebih baik pada nilai kekuatan tariknya. penurunannya

sebesar 13% dengan bulan keempat 117,28 Mpa dan awal sebelum diberi

perlakuan korosi 135,39 Mpa.

Kata kunci: aluminium, massa jenis, kekuatan tarik.


vii

ABSTRACT

In this research, the researcher move to examine the suitable material

which would be used to as a propeller of windwill where is placed on the coastal

environment. There is news which had already read by the researcher. It is said

that there are the increased use of the electricity therefore the government would

hold power plant project 35.000 megawatts. The alloy of the alternatif metal

which is chosen is AL –Si-Cu. Each metal have different characteristics.

Aluminium have character which it is light and easy to be transformed. The

silicon have a corrosion resistant properties. Then the nature of Copper is resilent.

The purpose of this reseach is to know the influence of the addition 8,5 % Si and

4% Cu on the density, the changing of massa, and the tensile strength of

Aluminium

The process of the casting from the initial condition Aluminium and

Aluminium alloy 8,5%Si and 4%Cu started the research. After the process of

casting is done, these metals were transformed into specimen. This specimen was

formed to test the tensile strength according to standard of ASTM A370. This

specimen have measurement that is 25mm in length and 6,25 mm in diameter.

Then both of them got treatment, one specimen is not corroded or nol month and

the other was corroded during four mounth. The corrosion had done on the shore

of the Rainbow, Bantul, Yogyakarta. Every months, there are three specimen was

taken in order to note the changing of density and tensile strength.

The influence of the addition 8,5 % Si and 4%Cu to Aluminium produces

the density increased by 4% from the initial condition of Aluminium. It was

originally 2674,59 gr/dm3 into 2782,50 gr/dm

3.The tensile strength of specimen is

the alloy Al-8,5%Si-4%Cu had increased 32% from the initial condotion of

Aluminium. The average decreased of the tensile strength of the initial condition

was 21,25 Mpa per month and the decreased of the tensile strength of specimen

3,90 Mpa per month. The initial condition of specimen aluminium after was

given the corrotion of treatment during four month cause the decreased of tensile

strength. The decresed is amount 75,42% therefore the initial condition which is

112,71Mpa becomes 27,67Mpa during four month. After the treatment was given

which is addition 8,5%Si and 4%Cu on the specimen Aluminium, the result was

better on the tensil strength. The decreased was amount 13% which the inital

condition 135,39 Mpa became 117,28 Mpa on the fourth month..

Keywords: aluminium, density, the tensil strength


viii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN

AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta:

Nama : Raditya Omegawan Sambodo

NIM : 125214032

Dengan pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta skripsi saya yang berjudul:

PENGARUH KOROSI LINGKUNGAN PANTAI PADA AL

8,5%SI 4%CU

Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media

lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa

perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama

tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Yogyakarta

Pada tanggal: 16 Juni 2016

Yang menyatakan,

(Raditya Omegawan Sambodo)


ix

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang selalu mencurahkan

berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang

berjudul “Pengaruh Korosi Lingkungan Pantai pada Aluminium Padua 8,5%Cu

4%Si ” dengan baik dan lancar. Penulisan skripsi ini memiliki tujuan untuk

memenuhi syarat dalam mencapai gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Saint dan Teknologi Santa dharma Yogyakarta.

Dalam proses skripsi ini penulis menyadari adanya keterbatasan yang

dimiliki. Akan tetapi berkat bimbingan dan dukungan yang diberikan oleh

berbagai pihak akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Oleh karenanya,

penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Rektor

2. Sudi Mungkasi, PhD, Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, S.T., M.T., Ketua Program Studi Teknik Mesin

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

4. Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing, terimakasih untuk

bimbingan serta paradigma yang dicontohkan selama ini.

5. Dr. Drs. Vet. Asan Damanik, M.Si. selaku dosen pembimbing akademik.

6. Seluruh dosen mata kuliah yang telah memberikan ilmu bagi penulis selama

menempuh studi.

7. Orang tua yang sudah memberi dukungan secara moral dan material selama

ini

8. Antonius Venno Senatio, Arnold Ardhika, Laurentius Derry Satria Putra yang

senantiasa berjuang bersama dalam suka dan duka.


x

9. Teman-teman Teknik Mesin USD angkatan 2011, 2012, 2013, dan 2014 yang

tidak dapat disebutkan satu persatu.

10. Christina Dwi Harsanti yang selalu memberi semangat dalam penulisan

skripsi ini.

11. Pihak-pihak lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah

membantu dalam penyelesaian skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa sebagai mahasiswa, pengetahuan yang dimiliki

masih terbatas sehingga kritik dan saran dirasakan sangat dibutuhkan untuk

kemajuan penulis di masa yang akan datang. Penulis mengharapkan semoga

skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca.


Raditya Omegawan Sambodo


xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i

TITLE PAGE ................................................................................................. ii

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iii

HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN ....................................................................... v

INTISARI ....................................................................................................... vi

ABSTRACT .................................................................................................... viii

HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ............................................... ix

UCAPAN TERIMAKASIH .......................................................................... x

DAFTAR ISI ................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xvi

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xviii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 3

1.3 Tujuan ...................................................................................................... 4

1.4 Batasan Masalah ....................................................................................... 4

BAB II DASAR TEORI

2.1 Aluminium ................................................................................................. 5

2.2 Sifat-Sifat Aluminium ................................................................................ 5

2.3 Paduan Aluminium .................................................................................... 7


xii

2.4 Paduan Aluminium Utama ......................................................................... 10

2.4.1 Paduan Al-Cu dan Al-Cu-Mg .......................................................... 10

2.4.2 Paduan Al-Mn ................................................................................. 12

2.4.3 Paduan Al-Si .................................................................................... 13

2.4.4 Paduan Al-Mg-Zn ............................................................................ 15

2.4.5 Paduan Aluminum Cor .................................................................... 16

2.4.6 Pengaruh Unsur Paduan dalam Aluminium .................................... 17

2.4.7 Paduan Al-Si-Cu .............................................................................. 19

2.5 Pengujian Tarik .......................................................................................... 20

2.6 Korosi ......................................................................................................... 23

2.6.1 Korosi Merata .................................................................................. 23

2.6.2 Korosi Galvanis ............................................................................... 25

2.6.3 Korosi Celah .................................................................................... 25

2.6.4 Koroi Sumuran ................................................................................ 25

2.6.5 Korosi Batas Butir ........................................................................... 26

2.6.6 Korosi Retak Tegang ....................................................................... 27

2.6.7 Korosi Selektif ................................................................................. 27

2.7 Tinjauan Pustaka ........................................................................................ 28

2.7.1 Tegangan yang Bekerja pada Sudu Kincir ...................................... 28

2.7.2 Laju Korosi ...................................................................................... 29

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Alir ............................................................................................... 31

3.2 Bahan dan Alat Penelitian ........................................................................... 32

3.2.1 Bahan Penelitian .............................................................................. 32

3.2.2 Alat-alat Penelitian .......................................................................... 32

3.3 Proses Peleburan Logam dan Pengecoran ................................................... 34

3.3.1 Bahan Coran .................................................................................... 34

3.3.2 Alat-alat yang digunakan ................................................................. 35

3.3.3 Proses Persiapan Pengecoran Logam .............................................. 40

3.3.4 Proses Peleburan dan Pengecoran Logam ....................................... 40


xiii

3.3.5 Pembongkaran Hasil Coran ............................................................. 41

3.4 Pembuatan Benda Uji .................................................................................. 41

3.5 Tahap Pengujian Bahan ............................................................................... 43

3.5.1 Pengujian Kekuatan Tarik ............................................................... 43

3.5.2 Pengujian Massa Jenis ..................................................................... 44

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian ....................................................................................... 45

4.2 Data Penelitian Pengujian Massa Jenis ..................................................... 46

4.3 Data Penelitian Pengujian Kekuatan Tarik ............................................... 49

4.4 Pembahasan ............................................................................................. 52

4.5.1 Pembahasan Pengujian Massa Jenis .............................................. 52

4.5.2 Pembahasan Pengujian Kekuatan Tarik terhadap Korosi .............. 53

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 55

5.2 Saran ......................................................................................................... 56

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat-sifat Fisik Aluminium ............................................................. 7

Tabel 2.2 Sifat-sifat Mekanik Aluminium ...................................................... 7

Tabel 2.3 Klasifikasi Paduan Aluminium Cor ................................................ 8

Tabel 2.4 Klasifikasi Perlakuan Bahan ........................................................... 9

Tabel 2.5 Tabel Komposisi dan Sifat Mekanis Paduan Aluminium Tempa ... 10

Tabel 2.6 Sifat – sifat Mekanik Paduan Al-Cu-Mg......................................... 12

Tabel 2.7 Sifat – Sifat Mekanik Paduan Al- Si ........................................ 15

Tabel 2.8 Sifat-Sifat Mekanik Paduan 7075 ................................................... 16

Tabel 2.9 Sifat-sifat Mekanis Paduan Aluminium CorMenurut Aluminium

Association ....................................................................................................... 17

Tabel 2.10 Sifat Paduan Aluminium ............................................................... 20

Tabel 2.10 Laju Korosi dari Baja, Tembaga, Zink, dan Aluminium Dalam (G/M2)

Di Viriato Stasiun Pesisir (Kuba) .................................................................... 30

Tabel 4.1 Komposisi Aluminium .................................................................... 45

Tabel 4.2 Massa Jenis Aluminium Kondisi Awal ................................... 47

Tabel 4.3Massa jenis Al-8,5%Si-4%Cu ................................................ 47

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Standar Deviasi Aluminium Kondisi awal ........ 48

Tabel 4.5 Massa Jenis Aluminium Kondisi Awal Setelah Menggunakan

Perhitungan Standar Deviasi ............................................................... 48

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Standar Deviasi Aluminium Paduan ................. 49

Tabel 4.7 Massa Jenis Aluminium Paduan Al-8,5%Si-4%Cu Setelah

Menggunakan Perhitungan Standar Deviasi ........................................... 49


xv

Tabel 4.8 Kekuatan Tarik aluminium kondisi awal ................................. 50

Tabel 4.9 Kekuatan Tarik paduan Al -8,5%Si -4%Cu .............................. 51

Tabel 4.17 Data Kekuatan TarikSpecimen Paduan Al-8,5%Si-4%Cu ........... 51


xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram fasa Al-Sis ................................................................... 14

Gambar 2.2 Diagram Perbaikan Sifat-sifat Mekanik oleh Modifikasi Paduan Al-

Si. .................................................................................................................... 14

Gambar 2.3 Kurva Regangan dan Kekuatan Tarik ........................................ 22

Gambar 2.4 Gambar Korosi Merata ............................................................... 24

Gambar 2.5 Gambar Korosi Galvanis ........................................................... 25

Gambar 2.6 Gambar Korosi Sumuran ............................................................ 26

Gambar 2.7 Struktur Mikro Korosi Intergranular .......................................... 27

Gambar 2.8 Tegangan normal pada Sudu Kincir (a) karbon silikat (b)

boroaluminium (c) fiberglass .......................................................................... 28


boroaluminium (c) fiberglass .......................................................................... 29

Gambar 3.1 Diagram Alur .............................................................................. 31

Gambar 3.2 Mesin Uji Tarik .......................................................................... 32

Gambar 3.3 Necara Digital ............................................................................. 33

Gambar 3.4 Gelas Ukur .................................................................................. 33

Gambar 3.5 Aluminium .................................................................................. 34

Gambar 3.6 Tembaga ..................................................................................... 34

Gambar 3.7 Batuan Silikon Metal .................................................................. 34

Gambar 3.8 Tabung Solar .............................................................................. 35

Gambar 3.9 Selang Tembaga ......................................................................... 35

Gambar 3.10 Burner ....................................................................................... 36


xvii

Gambar 3.11 Pompa ....................................................................................... 36

Gambar 3.12 Tang Jepit ................................................................................. 36

Gambar 3.13 Tungku ...................................................................................... 37

Gambar 3.14 Kowi tanah liat ......................................................................... 37

Gambar 3.14 Thermokopel ............................................................................ 37

Gambar 3.15 Stopwatch ................................................................................. 38

Gambar 3.16 Kunci pass ................................................................................ 38

Gambar 3.17 Cetakan gerabah ....................................................................... 38

Gambar 3.18 Gergaji ...................................................................................... 39

Gambar 3.19 Palu ........................................................................................... 39

Gambar 3.20 Kikir .......................................................................................... 39

Gambar 3.21 Tabel Standar Tes Tegangan dengan Spesimen Bundar dan Contoh

Spesimen Ukuran Kecil yang Proposional sebagai Standar Spesimen ............ 42

Gambar 3.22 Dimensi spesimen ..................................................................... 43

Gambar 4.1 Hasil akhir Kekuatan Tarik aluminium setelah proses korosi 4 bulan

.......................................................................................................................... 53


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada masa sekarang banyak sekali alat yang menggunaan energi listrik, diprediksi

setiap tahunnya pemakainan energi listrik di dunia semakin meningkat. Sampai pada

saat ini pembangkit listrik yang ada hanya menggunakan pembangkit tenaga air, batu

bara, nuklir, minyak, dan gas. Hanya sedikit yang menggunakan energi terbarukan

seperti energi angin. Sedangakan penggunaan energi listrik masyarakat Indonesia

tumbuh 8,7% per tahunnya. Melihat hal tersebut, pemerintahan sekarang mempunyai

proyek pembuatan pembangkit listrik 35.000 megawatt. Rencananya pembangkit

listrik ini akan didirikan di seluruh pulau di Indonesia dan ditargetkan berlangsung

selama 5 tahun. Setiap tahunnya pemerintah akan membangun pembangkit tambahan

7 ribu watt atau jaringan tambahan minimal 9.300 km per tahun menurut Menteri

Energi dan Sumber Daya Manusia (ESDM). Proyek 35000 megawatt ini

membutuhkan investasi Rp1.100 Triliun. Anggaran fantastis ini didapatkan dari

pinjaman sebesar Rp770 triliun dan sisanya modal dari pemerintah.

Proyek ini akan membutuhkan setidaknya 75.000 set tower trantsmisi di 210

lokasi, jaringan sepanjang 301.000 km, 26.000 set travo, dan menghabiskan 3,5 juta

ton baja Sehingga proyek ini bisa dijalankan. Lokasi yang dipilih untuk penempatan

proyek adalah Bantul, Yogyakarta. Dikarenakan kondisi anginya di pesisir pantai

bantul sangat ideal antara 6-7 knot per detik. Sebelumnya di kawasan bantul ini sudah

ada pembangkit listrik tenaga angin. Energi yang dihasilkan hanya digunakan untuk

warga sekitar pantai saja. Proyek pemerintahan akan membuat 30-40 kincir ukuran

kecil yang masing-masing kincir mampu menghasilkan listrik sebesar 1500 watt


2

Bermula dari gagasan proyek pembangkit tenaga angin, penulis ingin meneliti

tetang bahan dasar pembuatan blade dari kincir angin. Sebenarnya blade ini banyak

variasi bahan, dari berbahan kayu, logam, sampai komposit. Penulis tertarik pada

blade yang berbahan logam, dikarenakan blade yang berbahan kayu dan komposit

sudah banyak digunakan. Penulis harus mencari logam yang bersifat lebih tahan

dengan teganggan tarik, dan yang terpenting tahan terhadap korosi. Karena proyek ini

akan dipasang pada pesisir pantai, musuh terberat dari blade yang berbahan logam ini

adalah korosi. Maka penulis harus mencari logam yang bisa menangani masalah

masalah tersebut.

Setelah penulis membaca dari sumber sumber buku yang ada, penulis mengambil

kesimpulan bahwa logam Aluminium (Al), yang dikarenakan logam yang ringan dan

tahan korosi, tetapi jika blade ini berbahan dasar aluminium murni (99% Al), ini akan

membuat anggaran bisa membengkak, dan bahan dari aluminium sangat cepat

terkorosi dari pada aluminium paduan. Menaggulangi itu penulis memilih aluminium

paduan, dengan maksud untuk memperkuat sifat-sifat dari aluminium (Al) dan

memperkecil anggaran. Aluminium paduanya penulis memilih logam Silicon (Si) dan

Tembaga (Cu) sebagai bahan kincir.

Seperti yang sudah diketahui bahwa paduan Al–Cu memiliki kekerasan dan

kekuatan tarik yang baik, namun pada komposisi yang tidak pas akan cenderung

getas, resiko penyusutan besar dan mudah terjadi keretakan. Tapi semua kekurangan

itu dapat teratasi dengan di tambah dengan unsur silicon (Si). Karena Si memiliki

karakteristik permukaan yang baik, tanpa kegetasan panas, koefisien pemuaian kecil

dan memiliki ketahanan yang baik terhadap korosi. Maka paduan Al–Si–Cu dapat

menjadi alternatif bahan kincir yang baik karena massa jenis yang rendah, mampu

mengatasi beban tarik, koefisien pemuaian yang rendah, serta memiliki ketahanan

pada korosi.


3

Penelitian ini dilaksanakan secara berkelompok dan penulis mendapatkan bagian

pengujian 4% tembaga (Cu), sedangakan anggota lain pada kolompok ini

mendapatkan pengujian 2%, 6%, 8% tembaga (Cu). Dengan kadar Al-Si yang sama

yaitu Al-8,5%Si. Jadi penulis mengerjakan Al-8,5%Si-4%Cu. penulis menentukan

fraksi Cu 2%, 4%, 6% dan 8%. Karena dengan penambahan Cu dapat meningkatkan

ketahanan beban tarik dan kekerasan. Dalam penelitian ini, penulis tertarik untuk

meningkatkan kadar Cu sampai dengan kadar 8%. Pada paduan Al–Cu menurut Tata

Surdia dan S. Saito(1985), kadar Cu 4% sampai 5% paling sering digunakan sebagai

paduan coran, karena dapat meningkatkan kekuatan tarik. Tetapi jika kadar

ditingkatkan lebih dari 5% akan menurunkan ketahanan korosi dari material paduan,

cenderung bersifat getas, dan mudah retak pada coran. Dengan adanya Si dapat

mengatasi paduan yang cenderung getas, mengurangi resiko penyusutan dan

mengatasi mudah retak coran. Maka penulis menambahkan fraksi 6% dan 8% untuk

melihan saat dipadukan dengan Silicon (Si). Penulis juga memberikan variabel

pembanding dengan fraksi 4% dan variabel kontrol dengan aluminium kondisi awal

yang akan dikerjakan bersama kelompok.

Pengujian akan dilakukan selama 4 bulan. Spesimen aluminium paduan ini akan

diletakan di pinggir pantai untuk dikorosi dan dilihat perubahan apa yang terjadi pada

specimen. Pada masing masing spesimen Aluminium paduan memiliki 3 buah untuk

perbulanya. 3 spesimen ini masing masing akan di uji kekuatan tarik dan uji

kekerasan.

1.2 Rumusan Masalah

Masalah yang akan dirumuskan dalam penelitian ini adalah :

1. Bagaimana pengaruh paduan Al – 8,5%Si dengan penambahan 4% Cu

terhadap massa jenis, kekuatan tarik dan kekerasan?


4

2. Bagaimana pengaruh paduan Al – 8,5%Si dengan penambahan 4% Cu

setelah mengalami korosi selama 1 sampai 4 bulan, terhadap kekuatan

tarik ?

1.3 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Mengetahui pengaruh paduan Aluminium kondisi awal dengan

penambahan 8,5%Si-4%Cu terhadap massa jenis dan kekuatan tarik.

2. Mengetahui pengaruh korosi terhadap kekuatan tarik aluminium

kondisi awal dan paduan Al – 8,5%Si dengan penambahan 4% Cu

setelah mengalami korosi selama satu sampai dengan empat bulan.

1.4 Batasan Masalah

Batasan Masalah yang ada dalam penelitian ini adalah :

1. Paduan yang akan penulis teliti paduan Al – 8,5%Si dengan 4Cu%

2. Data pengujian yang akan diambil massa jenis, kekuatan tarik, dan

korosi.

3. Setelah proses machining spesimen tidak mengalami proses perlakuan

panas (normalizing).

4. Pengujian korosi akan dilakukan di pinggir Pantai Pelangi,

Parangtritis, Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta.


5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Aluminium

Aluminium adalah logam berwarna putih keperakan yang lunak. aluminium

ditemukan oleh Sir Humpey Davy dalam tahun 1809 sebagai unsur, dan pertama kali

direduksi sebagai logam oleh seorang ahli fisika Denmark yaitu H. C. Oersted, pada

tahun 1825. Ahli kimia Humprey Davy dari inggris telah berhasil memisahkan oksida

logam pada tahun 1809 dan memberinya nama aluminum. Dan orang inggris

mengubah ejaan dan pengucapan menjadi aluminium. Penggunaan Aluminium

sebagai logam setiap tahunnya adalah urutan yang kedua setelah besi dan baja yang

tertinggi diantara logam non fero.

Aluminium adalah logam ringan yang mempunyai ketahanan korosi,

penghantar listrik atau konduktor yang baik dan sifat sifat yang baik seperti sifat

logam lainya. Penambahan kekuatan mekanik sebaiknya aluminium ditambahkan

atau dicampurkan dengan pemberian Cu, Mg, Si, Mn, Ni. unsur-unsur ini

memberikan sifat sifat fisik yang baik seperti memudahkan proses welding,

menambahkan daya lentur, memudahkan proses pencetakan dsb. Material ini tidak

dipergunakan di dalam bidang peeralatan rumah tangga saja tetapi berbagai bidang

seperti untuk keperluan material pesawat terbang, mobil, kapal laut, kontruks.

2.2 Sifat-sifat Aluminium

Aluminium merupakan unsur kimia logam IIIA dalam sistem periodik unsur,

dengan nomor atom 13 dan berat atom 26,98 gram per mol (sma). Setruktur Kristal

aluminium adalah struktur Kristal FCC . aluminium memiliki karakteristik sebagai

logam ringan dengan densitas 2,7 g/cm3 dan modulus elastisitas 10 x 10

6 psi. maka

aluminium memiliki sifat keuletan yang tinggi maka menyebabkan logam tersebut


6

mudah dibentuk atau mempunyai sifat bentuk yang baik. Aluminium memiliki

beberapa kekurangan yaitu kekuatan dan kekerasan yang rendah bila dibandingkan

dengan logam lain seperti besi dan baja. Meskipun aluminium memiliki kekerasan

ataupun kekuatan tarik yang rendah, aluminium memiliki kekuatan spesifik yang

sangat baik.

Aluminium juga memiliki keunggulan sifat yaitu: tahan korosi, karena

aluminium merupakan kelompok logam non ferro memiliki kerapatan yang tinggi,

maka semakin baik daya tahan korosinya. Meskipun aluminium adalah logam aktif

yang memiliki daya senyawa tinggi terhadap oksigen sehingga mudah sekali

mengoksidasi, aluminium memiliki lapisan tipis oksida yang dapat mengendalikan

laju korosi.

Aluminium memiliki sifat penghantar panas dan listrik yang baik karena

aluminium memiliki daya hantar panas dan listrik yang tinggi sekitar 60% dari daya

hantar tembaga dan tidak beracun, maka seringkali kita dapat di lihat pada produk-

produk kaleng makan dan minuman sebagai bahan pembungkus yang menggunakan

aluminium. Hal ini disebabkan karena rekasi kimia antara makanan dan minuman

dengan aluminium tidak menghasilkan zat beracun dan membahayakan manusia.

Sifat mampu berbentuk (formability) yaitu aluminium dapat dibentuk dengan

mudah. Aluminium juga mempunyai sifat mudah ditempa (machinability) yang

memungkinkan aluminium dibuat dalam bentuk plat atau lembaran tipis.Titik lebur

rendah (melting point). Titik lebur aluminium relative rendah yaitu (660oC) sehingga

sangat baik untuk proses penuangan dengan waktu peleburan relative singkat dan

biaya operasi akan lebih murah.

.


7

Tabel 2.1 menunjukan sifat-sifat Al dan Tabel 2.2 menunjukkan sifat-sifat

mekanik

Tabel 2.1 Sifat-sifat Fisik Aluminium

Sifat-sifat Kemurnian Al (%))

99,996 >99,0

Masa jenis (20°C) 2,6989 2,71

Titik cair 660,2 653-657

0,2226 0,2297

Hantaran listrik (%) 64,94 59 (dianil)

Tahanan listrik koefisien temperatur

(/°C) 0,00429 0,0115

Koefisien pemuaian (20-100°C) 23,86 x 10-6

23,5 x 10-6

Jenis kristal , konstanta kisi fcc, a = 4,013 kX fcc, a = 4,04

kX

(Sumber : Surdia , T., Saito, S. : Pengetahuan Bahan Teknik, 135)

Tabel 2.2 Sifat-sifat Mekanik Aluminium

Sifat-sifat

Kemurnian

99.996 >99.0

Dianil 75% dirol dingin Dianil H18

Kekuatan tarik (kg/mm2) 4.9 11.6 9.3 16.9

Kekuatan mulur (0.2%) (kg/mm2) 1.3 11.0 3.5 14.8

Perpanjangan (%) 48.8 5.5 35 5

Kekerasan Brinell 17 27 23 44


2.3 Paduan Aluminium

Paduan aluminium diklasifikasikan dalam berbagai standar oleh berbagai

Negara di dunia. Saat ini yang terkenal dan sempurna adalah standar Aluminium

Association America (AA) yang di dasarkan atas standar terdahulu dari Alcoa

(Aluminium Company of America). du d y t k d tu du k “S”,


8

sedangkan paduan coran dinyatakan dengan 3 angka. Standar AA menggunakan

penandaan dengan 4 angka sebagai berikut : Angka pertama menyatakan system

paduan dengan unsur-unsur yang ditambahkan yaitu 1. Al murni, 2.Al-Cu, 3.Al-Mn,

4.Al-Si, Al-Mg, 6.Al-Mg-Si, 7.Al-zn.

Sebagai contoh paduan Al-Cu dinyatakan dengan angka 2000. Angka tempat

kedua menyatakan kemurnia dalam paduan yang dimodifikasi dan Al murni,

sedangkan angka ketiga dan keempat dimaksudkan untuk tanda Alcoa terdahulu

kecuali S. sebagai contoh 3S sebagai 3003 dan 63S sebgagi 6063.

Tabel 2.3 Klasifikasi Paduan Aluminium Cor

Standar AA Standar Alcoa Keterangan

1001

1100

2010-2029

3003-3009

4030-4039

1S

2S

10S-29S

3S-9S

30S-39S

Al murni 99,5% atau diatasnya

Al murni 99,0% atau diatasnya

Cu merupakan unsur paduan utama

Mn merupakan unsur paduan utama

Si merupakan unsur paduan utama

5050-5086

6061-6069 50S-69S

Mg merupakan unsur paduan utama

Mg2Si merupakan unsur paduan utama

7070-7079 70S-79S Zn mrupakan unsur paduan utama



9

Tabel 2.4 Klasifikasi Perlakuan Bahan

Tanda Perlakuan

- F

- O

- H

- H 1a

- H 2a

- H 3a

- T

- T2

- T3

- T4

- T5

- T6

- T7

- T8

- T9

- T10

Setelah pembuatan

Dianil penuh

Pengerasan regangan

Pengerasan regangan

Sebagian dianil setelah pengerasan regangan

Dianil untuk penyetabilan setelah pengerasan regangan, n=2

(1/4 keras), 4(1/2 keras), 6(3/4 Keras), 8(keras), 9(sangat keras)

Perlakuan panas

Penganilan penuh (hanya untuk coran)

Pengerasan regangan setelah perlakuan pelarutan

Penuaan alamiah penuh setelah perlakuan perlarutan

Penuaan tiruan (tanpa perlakuan pelarutan)

Penyetabilan tiruan setelah perlakuan pelarutan

Penyetabilan setelah perlakuan pelarutan

Perlakuan pelarutan, pengerasan regangan, penuaan tiruan

Perlakuan pelarutan, penuaan tiruan, pengerasan regangan

Pengerasan regangan setelah penuaan tiruan



10

Tabel 2.5 Tabel Komposisi dan Sifat Mekanis Paduan Aluminium Tempa

(Sumber : Mears, R. B., Corrosion Handbook)

2.4 Paduan Aluminium Utama

2.4.1 Paduan Al-Cu dan Al-Mg

Paduan Al-Cu yang paling sering diaplikasikan hanya berkisar sekitar 4-5%

Cu. Karena pada fasa paduan ini memiliki kekurangan yaitu mempunyai daerah luas

dari pembekuannya, penyusutan yang besar, resiko besar pada kegetasan, dan mudah


11

terjadi keretakan. Pada paduan ini adanya Si sangat berguna dalam mengatasi

keadaan itu dan Ti sangat efektif untuk memperhalus butir. Dengan perlakuan panas

T6 pada coran dapat memiliki kemampuan kekuatan Tarik mencapai 25 kgf/mm2.

Paduan Al-Cu-Mg paduan yang mengandung 4% Cu dan 0,5% Mg dapat

mengeras dengan sangat dalam beberapa hari oleh penuaan dapa temperature biasa

setelah pelarutan, paduan ii ditemukan oleh A. Wilm dalam usaha mengembangkan

paduan Al yang kuat dinamakan duralumin. Selanjutnya telah banyak studi yang

dilakukan mengenai paduan ini. Khususmya Nishimura menemukan dua senyawa

ternet berada dalam keseimbangan dengan Al, yang dinamakan senyawa S dan T,

dan ternyata senyawa S (Al2CuMg) mempunyai kemampuan penuaan pada

temperature biasa. Duralumin adalah paduan praktis yang sangat terkenal di kenal

dengan kode paduan 2017, komposisi standarnya adalah Al-4%Cu-1,5%Mg-

0,5%Mn dinamakan paduan dengan kode 2024, nama lamnya disebut duralumin

super. Paduan yang mengandung Cu mempunyai ketahanan korosi yang jelek, jadi

apabila dibutuhkan ketahanan korosi yang khusus diperlukan permukaanya dilapisi

dengan aluminium murni atau paduan Al yang tahan korosi yang disebut pelat

alklad.


12

Tabel 2.6 Sifat – sifat Mekanik Paduan Al-Cu-Mg

Paduan Keadaan

Kekuatan

Tarik

(Kgf/mm2

)

Kekuatan

mulur

(Kgf/mm2

)

Perpanja

ngan

Kekuatan

geser

(Kgf/mm2

)

Kekerasan

brinel

Batas

lelah

(Kgf/mm2

)

17S

(2017)

O

T4

18,3

43,6

7,0

28,1

-

-

12,7

26,7

45

105

7,7

12,7

A17S

(A2017) TA 30,2 16,9 27 19,7 70 9,5

R317 Setelah

dianil 42,8 24,6 22 - 100 -

24S(2024)

O

T4

T36

18,9

47,8

51,3

7,7

32,3

40,1

22

22

-

12,7

28,8

29,5

42

120

130

-

-

-

14S(2014)

O

T4

T36

19,0

39,4

49,0

9,8

28,0

42,0

18

25

13

12,7

23,9

29,5

45

100

135

-

-

-


2.4.2 Paduan Al-Mn

Mn adalah unsur yang diperkuat Al tanpa mengurangi ketahanan korosi, dan

dipakai untuk membuat paduan yang tahan korosi. Dalam diagram fasa Al-Mn yang

ada dalam keseimbangan dengan larutan padat Al adalah Al6Mn (2,5,3%Mn), sistem

ortorobik a=6,498 A, b=7,552 A, c=8,870 A, dan kedua fasa mempunyai titik

eutektik pada 658,5°C, 1,95% Mn. Kelarutan padat maksimum pada tempertur

eutektik adalah 1,82% dan pada 500°C 0,36%, sedangkan pada temperature biasa

kelarutannya hampir 0.


13

Dengan paduan Al-12%Mn dan Al-1,2%Mn-1,0%Mg dinamakan paduan

3003 dan 3004 yang zdipergunakan sebagai paduan tahan korosi tanpa perlakuan

panas

2.4.3 Paduan Al-Si

Paduan aluminium silikon (Al-Si) sangat baik kecairannya, mempunyai

permukaan yang baik, tanpa kegetasan panas, dan sangat baik untuk paduan coran.

Sebagai tambahan, paduan aluminium silikon mempunyai ketahanan korosi yang

baik, massa yang ringan, koefisien pemuaian yang kecil dan penghantar listrik dan

panas yang baik. Paduan Al-12%Si adalah paduan yang paling banyak dipakai untuk

paduan cor cetak.

Gambar 2.1 menunjukkan fasa diagram fasa dari sistem ini. Ini adalah tipe

eutektik yang seederhana yang mempunyai titik eutektik pada 577°C, 11,7%Si,

larutan padat terjadi pada sisi aluminium, karena batas kelarutan padat sangat kecil

maka pengerasan penuaaan sukar diharapkan.

Kalau paduan ini didinginkan pada cetakan logam setelah cairan logam diberi

natrium flourida kira-kira 0,05-1,1% kadar logam natrium, tampaknya temperature

eutektik meningkat kira-kira 15°C, dan komposisi eutektik bergeser ke daerah kaya Si

kira-kira pada 14%. Hal ini biasa terjadi pada paduan hiper eutektik seperti 11,7-

14%Si. Si mengkristal sebagai kristal primer dan strukturnya menjadi sangat halus.

Ini dinamakan sebagai struktur yang dimodifikasi. Gambar 2.2 menjukkan sifat-sifat

mekaniknya yang sangat diperbaiki.


14

Gambar 2.1 Diagram Fasa Al-Si

(Sumber : Surdia, T., Saito, S. : Pengetahuan Bahan Teknik, 137)

Gambar 2.2 Perbaikan Sifat-sifat Mekanik oleh Modifikasi Paduan Al-Si

(Sumber : Surdia, T., Saito, S. : Pengetahuan Bahan Teknik, 137)

Koefisien pemuaian dari Si sangat rendah, oleh karena itu paduannya pun

mempunyai koefisien muai yang rendah apabila ditambah. Namun Si tidak memiliki

butir primer yang halus tapi untuk memperhalus butir primer dapat menggunakan P

oleh paduan Cu-P atau penambahan fosfor klorida (PCl5) untuk mencapai prosentase


15

0,001%P, dapat tercapai penghalusan Kristal primer dan homogenisasi. Paduan Al-Si

banyak dipakai dengan elektroda untuk pengelasan yaitu terutama yang mengandung

5%Si.

Tabel 2.7 Sifat – Sifat Mekanik Paduan Al- Si

Paduan Keadaan

Kekuatan

tarik

(kgf/mm²)

Kekuatan

mulur

(kgf/mm²)

Perpanjangan

(%)

Kekuatan

geser

(kgf/mm²)

Kekerasan

Brinel

Batas

lelah

(kgf/mm²)

6061

O 12,6 5,6 30 8,4 30 6,3

T4 24,6 14,8 28 26,9 65 9,5

T6 31,6 38,0 15 21,0 95 9,5

6063

T5 19,0 14,8 12 11,9 60 6,7

T6 24,6 21,8 12 15,5 73 6,7

T83 26,0 26,6 11 15,5 82 -

(Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta 1999, hal. 140

2.4.4 Paduan Al-Mg-Zn

Seperti telah ditunjukkan pada Gambar 2.2 alumunium menyebabkan

keseimbangan biner semu senyawa antara logam MgZn , dan kelarutannya

menurun apabila temperature turun. Telah diketahui sejak lama bahwa paduan sistem

ini dapat dibuat keras sekali dengan penuaan setelah perlakuan pelarutan. Tetapi sejak

lama tidak dipakai sebab mempunyai sifat patah getas oleh retakan korosi tegangan.

Di Jepang pada permulaan tahun 1940 Igarashi dkk. Mengadakan studi dan berhasil

dalam pengembangan suatu paduan dengan penambahan kira-kira 0,3Mn atau Cr,

dimana butir Kristal padat diperhalus, dan mengubah bentuk presipitasi serta retakan

korosi tegangan tidak terjadi. Pada saat itu tegangan itu dinamakan ESD, duralumin

super extra. Selama perang dunia II di Amerika Serikat dengan maksud hamper sama

telah dikembangkan pada suatu paduan. Yaitu suatu paduan yang tersendiri dari: Al-

5,5%Zn-2,5%Mn-1,5%Cu-0,3%Cr-0,2%mn, sekarang dinamakan paduan 7075.

Paduan ini mempunyai kekuatan tertinggi diantarapaduan-paduan lainnya, sifat-sifat


16

mekaniknya ditunjukkan pada Tabel 2.5 penggunaan paduan ini yang paling besar

adalah untuk bahan konstruksi pesawat udara gunanya menjadi lebih penting sebagai

konstruksi

Tabel 2.8 Sifat-Sifat Mekanik Paduan 7075

(Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta 1999, hal. 141

2.4.5 Paduan Alumunium Cor

Struktur mikro paduan alumunium cor (berhubungan erat dengan sifat-sifat

mekanisnya) terutama tergantung pada laju pendinginan saat pengecoran dilakukan.

Laju pendinginan ini tergantung pada jenis cetakan yang digunakan. Dengan cetakan

logam, pendinginan akan berlangsung lebih cepat dibandingkan dengan cetakan pasir

sehingga struktur logam cor yang dihasilkan akan lebih halus dan menyebabkan

peningkatan sifat mekanisnya. Tabel 2.8 memperlihatkan sifa-sifat mekanis beberapa

paduan alumunium cor.

Halus dan menyebabkan sifat mekanisnya Tabel 2.8 memperlihatkan sifat-sifat

mekanis beberapa paduan cor.

Perlakuan

panas

Kekuatan

tarik

(kgf/mm²)

Kekuatan

mulur

(kgf/mm²)

Perpanjangan

(%) Kekerasan Kekuatan

geser

(kgf/mm²)

Batas

lelah

(kgf/mm²) (a) (b) Rockwell Brinell

Bukan klad

O 23,2 10,5 17 16 E60-70 60 15,5 -

T6 22,5 51,3 11 11 B85-95 150 33,8 -

Klad

O 22,5 9,8 17 - - - 15,5 -

T6 53,4 47,1 11 - 88-111 - 32,3 -


17

Tabel 2.9 Sifat-sifat Mekanis Paduan Aluminium Cor Menurut Aluminium

Association

(sumber: V. Malau, Diktat Kuliah Bahan Teknik Manufaktur, USD Yogyakarta)

2.4.6 Pengaruh Unsur Paduan Dalam Aluminium

Unsur paduan sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat aluminium paduan,

untuk perlu diketahui pengaruh suatu unsur terhadap sifat-sifat aluminium

A. Si (Silicon)

Mempermudah proses pengecoran

Meningkatkan daya tahan terhadap korosi.

Memperbaiki sifat-sifat atau karakteristik coran.

Menurunkan penyusutan bahan terhadap beban kejut

Hasil coran akan rapuh jika kandungan silicon terlalu tinggi

Paduan Komposisi

Rata- rata

Proses

Pembekuan

Perlakuan

panas

Σy

(MPa )

σu

(MPa )

regangan

295.0 Cetakan

pasir

T6 165 250 5

308.0 Cetakan

pasir

F 90 250 1

356.0 Cetakan

pasir

T6 160 230 1,5

390.0 Cetakan

pasir

T6 270 280 <0,5

Tekanan T5 290 310 1

413.0 Tekanan F 160 280 3

712.0 Cetakan

pasir

F 130 200 5


18

B. Cu (Tembaga)

Meningkatkan kekerasan bahan.

Memperbaiki kekuatan Tarik.

Mempermudah pengerjaan dengan mesin.

Menurunkan daya terhadap korosi

Mengurangi kemampuan dibentuk dan dirol.

C. Mn (Mangan)

Meningkatkan kekuatan dan daya tahan pada temperature tinggi.


Megurangi pengaruh buruk unsur besi.

Menurunkan kemampuan penuangan.

Meningkatkan kekerasan butiran partikel

D. Mg (Magnesium)

Mempermudah proses penuangan.

Meningkatkan kemampuan pengerjaan mesin.


Menghaluskan butira Kristal secara efektif.

Meningkatkan ketahanan beban lanjut.

Meningkatkan kemungkinan timbulnya cacat pada hasil cor.

E. Ni (Nikel)

Peningkatan kekuatan dan ketahanan bahan pada temperature tinggi.

Penurunan pengaruh unsur Fe (besi) dalam paduan.

Peningkatan daya tahan terhadap korosi

F. Fe (Besi)

Mencegah terjadinya penempelan logam cair pada cetakan selama proses

penuangan.

Penurunan sifat mekanis.


19

Penurunan kekuatan Tarik.

Timbulnya bintik keras pada hasil coran.

Peningkatan cacat porositas.

G. Zn (Seng)

Meningkatkan sifat mampu cor.

Peningkatan kemampuan dimesin.

Mempermudah keuletan bahan.

Meningkatkan ketahanan korosi.

Menurunkan pengaruh baik dari besi.

Kadar Zn terlalu tinggi dapat menimbulkan cacat rongga udara.

H. Ti (Titanium)

Meningkatkan kekuatan hasil cor pada temperature tinggi.

Memperhalus butiran dan permukaan.

Mempermudah proses penuangan.

Menaikkan viskositas logam cair dan mengurangi fluiditas logam c

2.4.8 Paduan Al-Si-Cu

Aluminium yang dipadukan dapat memiliki beranekaragam karakteristik,

sehingga sangat banyak dipakai untuk bermacam-macam kebutuhan. Aluminium

paduan tempa tanpa perlakuan panas (Non Heat-treatable wrought alloys) sering

digunakan sebagai komponen elektrik, kertas aluminium foil, pemrosesan makanan,

hampir semua rata-rata penggunaan kaleng, kebutuhan arsitektur, dan komponen-

komponen Angkatan Laut. Aluminium Paduan dengan perlakuan panas (Heat-

teatable wrought alloys) sering digunakan untuk ban truk dan kendaraan-kendaraan

berat, bodi luar semua aircraft, piston, kano, rel kereta api, dan rangka pesawat.

Aluminium paduan cor (casting alloys) sering digunakan pada peralatan makan,

mesin otomotif, bodi transmisi dan permesinan angkatan laut.


20

Tabel 2.10 Sifat Aluminium Paduan

Alloys

Tensile Strength

(psi)

Yield Strength

(psi)

% Elongation

Non Heat-treatable wrought alloys :

1100-O

> 99% Al

13000 5000 40 1100-H18

24000 22000 10 3004-O

1.2% Mn-1.0% Mg

26000 10000 25

3004-H18

41000 36000 9 4043-O

5.2% Si

21000 10000 22 4043-H18

41000 39000 1 5182-O

4.5% Mg

42000 19000 25 5182-H19

61000 57000 4 Heat-treatable wrought alloys :

2024-T4

4.4% Cu

68000 47000 20 2090-T6

2.4% Li-2.7% Cu

80000 75000 6

4032-T6

12% Si-1% Mg

55000 46000 9 6061-T6

1% Mg-0.6% Si

45000 40000 15

7075-T6

5.6% Zn-2.5% Mg

83000 73000 11 Casting alloys :

201-T6

4.5% Cu

70000 63000 7 319-F

6% Si-3.5% Cu

27000 18000 2

356-T6

7% Si-0.3% Mg

33000 24000 3 380-F

8.5% Si-3.5% Cu

46000 23000 3

390-F

17% Si-4.5% Cu

41000 35000 1 443-F

5.2% Si (sand cast)

19000 8000 8

(permanent mold)

23000 9000 10 (die cast) 33000 16000 9

3 (sumber: Askeland, Donald R., The Science and Engineering of Materials 6th

Edition, USD Yogyakarta)

2.5 Pengujian Tarik

Uji tarik merupakan salah satu pengujian destruktif (pengujian yang bersifat

merusak benda uji). Pengujian dilakukan dengan memberikan beban tarik pada beban


21

uji secara perlahan-lahan sampai putus. Maka akan terlihat batas mulur, kekuatan

tarik, perpanjangan, pengecilan luas diukur dari benda uji. Pelaksanaan pengujian

sebagai berikut:

a. Ukuran dan nomor benda uji dicatat.

b. Kemudian benda uji dipasang pada grip (penjepit) atas dan bawah pada mesin

uji, dan dinaikan atau diturunkan grip bawah dengan kecepatan sedang

sehingga penjepitan benda uji dalam posisi yang tepat. Kedudukan benda uji

harus vertikal dan setelah itu kedua penjepit dikencangkan secukupnya.

c. Power printer dihidupkan dan kertas mili meter blok dipasang pada printer.

d. Mesin dijalankan dan catat angka yang ditampilkan pada data display sampai

benda uji patah.

Beban tarik yang bekerja pada benda uji akan menimbulkan pertambahan

panjang disertai pengecilan penampang benda uji. Dari data yang diperoleh dari

pengujian tarik, dapat dilakukan perhitungan untuk cari nilai dari tegangan

maksimum dan regangan dari benda uji tersebut, perhitungan dilakukan dengan

menggunakan rumus berikut:

1. Kekuatan Tarik :

adalah gaya maksimal (kg),

A adalah luas penampang mula-mula ( )

adalah ultimate tensile strength atau kekuatan tarik maksimum (kg/ )

2. Regangan :

adalah regangan


22

adalah Panjang ukur awal ( )

merupakan panjang ukur akhir ( )

merupakan pertambahan panjang ( )

Semakin besar panjang ukur, semakin besar pula nilai regangan karena

pertambahan panjang akan semakin besar, dan rumus dari regangan sendiri

berbanding lurus dengan berubahan panjang dan berbanding terbalik dengan panjang

ukur awal benda uji. Percobaan tarik akan dilakukan untuk setiap bahan. Dari

pengujian tarik dapat disimpulkan sifat mekanik dari suatu bahan yaitu :

a. Semakin tinggi kemampuan kekuatan tarik suatu bahan maka akan lebih kuat

juga bahan tersebut dapat menerima kekuatan tarik, namun semakin rendah

kemampuan kekuatan tarik suatu bahan maka akan lebih lemah bahan dapat

menerima kekuatan tarik.

b. Semakin tinggi regangan maka bahan tersebut semakin mudah dibentuk, dan

sebaliknya semakin kecil regangan maka bahan tersebut akan sulit dibentuk.

Gambar 2.3 Kurva Regangan dan Tegangan Uji Tarik

(sumber: Soeparwi 2006)


23

2.6 Korosi

Korosi adalah gejala destruktif yang mempengaruhi hampir semua logam,

Menurut Denny A. Jones pada buku berjudul Principles and Prevention of Corrosion,

definisi korosi adalah rusaknya suatu bahan atau berkurangnya kualitas suatu bahan,

dikarenakan reaksi dengan lingkungannya. Korosi tersebut bisa mengakibatkan bahan

bertambah berat, bahan menjadi semakin ringan dan sifat-sifat mekanisnya berubah.

Korosi harus dicegah karena sangat merugikan. Dari kerugian ekonomi sampai

kerugian materi.

Efek dari Korosi sendiri akan berpegaruh pada umur pemakaian material.

Maka untuk mengetahui cepat atau lambatnya korosi pada sebuah material dapat

diperhitungankan melalui persamaan:

Dengan adalah laju reaksi korosi, ketetapan laju ukuran energy bebas aktivasi

dinyatakan dengan

Dengan A adalah tetapan, adalah energy bebas (selisih energy bebas antara logam

dan produk korosinya) dan R tetapan gas universal serta temperatur dinyatakan

dengan T.

Perlu kita ketahui bahwa korosi dibedakan menjadi beverapa jenis, yaitu:

2.6.1 Korosi Merata (uniform)

Korosi ini merata di seluruh permukaan logam dan termasuk korosi yang

paling sering dijumpai. Korosi ini dikontrol oleh reaksi kimia antara permukaan

logam dengan media pengkorosifnya. Korosi ini bisa terjadi dikarenakan kompisi dan


24

metalurgi material yang sama. Dengan keseragaman tersebut, pelepasan electron akan

merata ke seluruh permukaan.

Gambar 2.4 Korosi Merata

(Sumber: Jones, DA : Principles and Prevention of Corrosion)


25

2.6.2 Korosi Galvanis (Bimetal)

Korosi ini terjadi karena proses elektrokimiawi dua buah logam yang berbeda

potensial dihubungkan langsung didalam larutan elektrolit yang sama. Dimana

electron mengalir dari logamanodik (kurang mulia) ke logam yang lebih katodik

(lebih mulia), akibatnya logam yang kurang mulia berubah menjadi ion-ion positif

karena kehilangan electron.

Gambar 2.5 Korosi Galvanik

(Sumber: Jones, DA :Principles and Prevention of corrosion)

2.6.3 Korosi Celah

Korosi celah merupakan korosi local yang mempunyai celah antara keduanya

yang mengakibatkan terjadinya sel korosi dengan katodanya adalah sisi luar

permukaan celah dan anodanya adalah elktrolit yang mengisi celah itu sendiri

2.6.4 Korosi Sumuran (pitting)

Merupakan korosi local yang terjadi pada logam secara local selektif yang

menghasilkan bentuk permukaan lubang lubang pada logam. Korosi jenis ini

dianggap lebih berbahaya daripada korisi seragam dikeranakan lebih sulit terdeksi.


26

Mekanisme korosi pitting ditandai dengan pembentukan lubang ataupun sumur pada

permukaan logam.

Gambar 2.6 Korosi Sumuran

(Sumber: Jones, DA :Principles and Prevention of corrosion)

2.6.5 Korosi Batas Butir (Intergranular)

Korosi batas butir merupakan serangan korosi yang terjadi pada batas kristal

(butir) dari suatu paduan karena paduan yang kurang sempurna (ada kotoran yang

masuk/endapan) atau adanya gas hydrogen atau oksigen yang masuk pada batas

kristal/butiran. Batas butir ini sering menjadi tempat pengendapan (precipitation) dan

pemisahan (segregation). Pengendapan dan pemisahan terjadi dikarenakan pada

logam terkandung logam antara dan senyawa pada batas butirnya pada batas butirnya.

Akan sangat renatn terhadap korosi batas butir. Jenis korosi ini sangat berbahaya

karena tidak dilihat secara kasat mata


27

Gambar 2.7 Struktur Mikro Korosi Intergranular

(sumber: Jones, DA :Principles and Prevention of corrosion Hardiana 2010)

2.6.6 Korosi Retak Tegang

Korosi retak tegang adalah keretakan akibat tegangan Tarik dan media korosif

secara bersamaan dan terjadi pada material yang spesifik karakteristik dari korosi ini

adalah perpatahannya getas dimana retakan terjadi dengan regangan yang kecil dari

material.

2.6.7 Korosi selektif

Korosi selektid adalah suatu bentuk korosi yang terjadi karena pelarutan

komponen tertentu dari paduan logam. Pelarutan terjadi pada salah satu unsur

pemadu atau komponen dari paduan yang lebih aktif yang menyebabkan sebagian

besar dari pemadu tersebut hilang dari paduannya

2.6.8 Korosi Erosi

Korosi erosi terjadi akibat aliran dari suatu fluida mengalir sangat cepat

sehingga permukaan logam dan lapisan film pelindung. Amonia (NH3) merupakan

bahan kimia yang cukup banyak digunakan dalam kegiatan industri. Pada suhu dan

tekaan normal, bahan ini berada dalam bentuk gas dan mudah terlepas ke udara. Di


28

dunia industry ammonia umumnya digunakan sebagai bahan anti beku (refrigerant) di

dalam alat yang digunakan sebagai refrigerant adalah ammonia. Tentu saja dalam

preosesnya pengaruh ammonia tersebut akan menyebabkan korosi.

2.7 Tinjauan Pustaka

2.7.1 Tegangan yang Bekerja pada Sudu Kincir

Sebuah penelitian oleh Nurimbetov A., dkk, (2015) yang berjudul

“Optimization of Windmill’s layered Composite Blades to reduce Aerodinamic noise

and Use in Construction of “Green” Cities”. Mengungkapkan tegangan yang bekerja

pada sebuah blade adalah tegangan tarik dan tegangan geser.


boroaluminium (c) fiberglass


29


boroaluminium (c) fiberglass

2.7.2 Laju Korosi

Menurut F. Corvo, T. Perez, L.R. Dzib, dkk, Corrosion Science Vol 50 (2008)

y b r udu “Outdoor-indoor corrosion of metal in tropical coastal atmospheres”

telah meneliti laju korosi pada empat jenis logam diantaranya baja karbon, tembaga,

zink dan aluminium dengan tiga kondisi perkorosian. Outdoor atau pada udara

terbuka di pesisir pantai, sheltered atau diberi perlindungan berupa atap sehingga

logam akan terkena kondisi udara pesisir pantai namun tidak terpengaruh oleh

presipitasi atau tidak terkena hujan. Kondisi ketiga dimana dibuat media perlindungan

dan hanya diberikan ventilasi saja untuk masuknya udara terbuka pesisir pantai (vent

sheltered).


30

Tabel 2.11 Laju Korosi dari Baja, Tembaga, Zink, dan Aluminium Dalam (G/M2)

Di Viriato Stasiun Pesisir (Kuba)

Pada jurnal penelitian ini aluminium yang diberi perlakuan korosi secara

outdoor atau pada kondisi udara pesisir pantai tanpa perlindungan apapun,

menghasilkan laju korosi 2,15 gram/m2 dengan rentang waktu enam bulan.

Diharapkan pada penelitian ini hasil laju korosi benda uji Al – Si – Cu yang diberi

perlakuan korosi selama empat bulan dapat mendekati angka tersebut.


31

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Diagram alur

Gambar 3.1 Diagram Alur

Persiapan alat dan

bahan

yang diperlukan

Aluminium kondisi

awal

Aluminium

8,5%Silikon

dengan penambahan

Tembaga 4%

Peleburan dan

pengecoran

dengan cetakan

gerabah

Tanpa perlakuan

korosi

Pembahasan

Kesimpulan

Dengan perlakuan

korosi

Uji Tarik Uji Tarik Pengujian massa

jenis


32

3.2 Bahan dan Alat Penelitian

3.2.1 Bahan Penelitian

Bahan yang diperlukan dalam membuat benda uji adalah aluminium, silikon dan

tembaga. Aluminium dan tembaga diperoleh di toko Aneka Teknik dipotong-potong

kecil-kecil, silikon yang diperoleh di Ceper di tumbuk hingga halus. Kemudian alat-

alat yang diperlukan antara lain cetakan gerabah, kowi, tabung solar, thermokopel,

dan kompor + burner. Proses pengecoran tersebut akan menghasilkan 2 jenis

specimen uji, yaitu:

1. Aluminium Murni.

2. Aluminium Paduan Silikon 8,5% dan Tembaga 4%.

3.2.2 Alat-alat Penelitian

Alat-alat yang digunakan dalam proses pengujian antara lain:

a. Mesin uji Tarik, milik Laboratorium Ilmu Logam, Jurusan Teknik Mesin USD

Gambar 3.2 Mesin uji Tarik


33

Gambar 3.3 Necara Digital

Gambar 3.4 Gelas Ukur


34

3.3 Proses Peleburan Logam

3.3.1 Bahan Coran

Bahan-bahan yang digunakan dalam proses pengecoran antara lain:

Gambar 3.5 Aluminium

Gambar 3.6 Tembaga

Gambar 3.7 Batuan Silikon Metal


35

3.3.2 Alat –alat yang digunakan

Alat-alat yang digunakan dalam proses pengecoran antara lain:

Gambar 3.8 Tabung Solar

Gambar 3.9 Selang Tembaga


36

Gambar 3.10 Burner

Gambar 3.11 Pompa

Gambar 3.12 Tang Jepit


37

Gambar 3.13 Tungku

Gambar 3.14 Kowi tanah liat

Gambar 3.14 Thermokopel


38

Gambar 3.15 Stopwatch

Gambar 3.16 Kunci pass

Gambar 3.17 Cetakan gerabah


39

Gambar 3.18 Gergaji

Gambar 3.19 Palu

Gambar 3.20 Kikir


40

3.3.3 Proses Persiapan Pengecoran Logam

Proses peleburan logam adalah sebagai berikut :

1. Aluminium (Al) diukur dan dikelompokkan menurut komposisinya.

2. Aluminium (Al) yang berbentuk silinder dipotong-potong kecil sesuai dengan

tinggi kowi, agar setelah melunak tidak tumpah keluar kowi.

3. Batuan silicon metal (Si) ditumbuk hingga halus untuk memudahkan proses

peleburan, kemudian timbang sesuai dengan komposisinya.

4. Tembaga (Cu) yang berbentuk silinder ditimbang sesuai komposisinya dan

dipotong sesuai tinggi kowi.

5. Bahan bakar solar dan corong untuk pengisian disiapkan.

6. Tabung solar disi solar secukupnya lalu diberi tekanan dengan memakai

pompa hingga bar tekanan penuh.

7. Burner dibersihkan dengan kompresor dan diberi TBA pada penghubung

selang tembaga.

8. Selang tembaga disambungkan dengan tabung solar, dan burner Diberi TBA

3.3.4 Proses Peleburan dan Pengecoran Logam

Prosedur Peleburan adalah sebagai berikut :

1. Aluminium (Al), silicon (Si), dan tembaga (Cu) yang sudah ditimbang dan

dikelompokkan disiapkan.

2. Aluminium (Al), silicon (Si), dan tembaga (Cu) dimasukkan ke dalam kowi

sesuai dengan komposisinya.

3. Kowi diletakkan didalam tungku dan dibawahnya diberi batu tahan api agar

semburan dari burner pas menuju ke kowi.

4. Pada tempat keluarnya api pada burner dituang oli untuk membantu

pemanasan burner.


41

5. Api dinyalakan pada burner dan tunggu sampai panas.

6. Setelah burner mulai panas dan solar mulai menyembur. Tuas tabung solar

akan dibuka (dilakukan penyetelan nyala api burner).

7. Setelah kurang lebih 5 menit, nyala api akan menunjukan pengapian

sempurna.

8. Aluminium (Al) mulai melunak sekitar 40 menit.

9. Kowi ditutup agar tidak ada panas yang terbuang.

10. Paduan diaduk agar aluminium (Al), silikon (Si) dan tembaga (Cu) tercampur

dengan baik.

11. Sekitar 56 menit bahan sudah terlebur sempurna.

12. Kowi dapat diangkat dari tungku dengan tang penjepit selanjutnya dituang ke

dalam cetakan gerabah yang sudah dipersiapkan.

13. Penuangan membutuhkan waktu kurang lebih sekitar 30 detik.

3.3.5 Pembongkaran Hasil Coran

Paduan yang sudah dicor akan didiamkan selama 6 jam hingga dingin.

Cetakan terbuat dari tanah liat atau gerabah, maka dalam proses pembongkaran hasil

coran dilakukan dengan cara memukul dengan palu hingga cetakan pecah dan

pecahkan diseluruh bagian cetakan hingga tidak ada benda uji yang menempel

dengan cetakan. Setelah berhasil dibongkar maka selanjutnya benda uji akan dibentuk

dengan alat milling

3.4 Pembuatan Benda Uji

Hasil coran berupa 2 plat kotak dengan ukuran 15 cm x 15 cm x 3cm

selanjutnya akan diratakan dengan mesin milling, benda uji akan diratakan sehingga

mencapai ketebalan 2 - 2,5 cm. Hasil coran digergaji menjadi 10 bagian, dan dibubut

hingga membentuk silinder dengan dimensi 12 cm x 1 cm x 1cm, sehingga

menghasilkan 20 spesimen benda uji. Dalam 4 bulan, per bulannya 3 spesimen yang

akan diuji ketahanan korosinya, masing-masing akan diuji tarik dan kekerasan.


42

Sebagai landasan 3 spesimen dengan umur 0 bulan, akan diuji massa jenis, uji tarik,

dan uji kekerasan.

Gambar 3.21 Tabel Standar Tes Tegangan dengan Spesimen Bundar dan Contoh

Spesimen Ukuran Kecil yang Proposional sebagai Standar Spesimen

(Sumber : ASTM A370. : Standard Test Method and Definitions for Mechanical

Testing of Steel Products)

Menurut tabel ASTM A370 seperti pada Gambar 3.2 sebagai spesimen uji

tarik penulis mengambil ukuran standar yaitu, Small-Size Spesimens Proportional to

Standard dengan Nominal Diameter 6.25mm, Gage length (G) 25.0mm, Diameter (D)

6.25, Radius of fillet (R) 5mm, dan Length of reduced section (A) 32mm. Berikut

dimensi spesimen uji tarik seperti tersaji dalam Gambar 3.3.


43

Gambar 3.22 Dimensi spesimen

3.5 Tahap Pengujian Bahan

3.5.1 Pengujian Tarik

Pengujian tarik dilakukan dengan tujuan untuk menentukan sifat-sifat mekanis

material antara lain kekuatan tarik dan regangan.

Proses pengujian tarik adalah sebagai berikut:

a. Benda uji dipasang pada penjepit atau chuck atas dan bawah pada alat uji

tarik. Penjepit bawah dinaikkan dan diturunkan dengan kecepatan lambat,

sehingga penjepit benda uji dalam posisi yang tepat, diusahakan agar

kedudukan dari benda uji betul-betul vertical, kemudian kedua penjepit atau

chuck dikencangkan.

b. Benda uji diberi beban tarik, sehingga benda uji akan bertambah panjang dan

sampai pada saat benda uji tersebut akan putus atau patah. Perpatahan yang

diharapkan adalah pada bagian panjang ukur dari benda uji, apabila patah

terjadi di luar panjang ukur benda uji, pengujian tersebut dinyatakan gagal.


44

c. Data yang didapatkan kemudian dicatat selama pengujian tarik (pertambahan

beban dan pertambahan panjang) dengan interval yang ditentukan.

d. Beban tarik maksimum dan kekuatan tarik maksimum setelah benda uji putus

dicatat.

e. Pertambahan panjang yang tertera pada mesin uji dicatat setelah benda uji

patah.

3.5.2 Pengujian Massa Jenis

Proses pengujian Massa Jenis adalah sebagai berikut :

a. Spesimen diberi nomor menurut komposisinya, antara paduan Al -8,5%Si -

2%Cu dan Al kondisi awal.

b. Spesimen ditimbang dengan menggunakan neraca digital sebagai data (m).

c. Spesimen diukur volumenya dengan menggunakan gelas ukur berkapasitas 50

ml.

d. Gelas ukur diisi air sebanyak 40 ml.

e. Spesimen dimasukkan ke dalam gelas ukur. Selisih penambahan volume

dicatat sebagai data (v).

f. Data spesimen kemudian ditentukan massa jenisnya dengan menggunakan

rumus:

g. Dengan, adalah massa jenis dengan satuan gram/dm3, merupakan massa

spesimen (gram), dan merupakan volume (dm3).


45

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Paduan Aluminium

Pengujian komposisi bahan uji dilakukan di Polikteknik Manufaktur Ceper.

Uji komposisi ini bertujuan untuk mengetahui unsur unsur yang terdapat logam

aluminium yang akan di padukan dengan unsur Si dan Cu. Hasil pengujian komposisi

dapat dilihat pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 Komposisi Aluminium

Unsur Sampel Uji

% Deviasi

Al 98,64 0,1082

Si 0,194 0,0065

Fe 0,240 0,0142

Cu 0,170 0,0007

Mn 0,0438 0,0002

Mg <0,0500 <0,0000

Cr <0,0150 <0,0000

Ni <0.0200 <0,000

Zn 0,505 0,101

Sn <0,0500 <0,0000

Ti 0,0148 0,0017

Pb <0,0300 <0,0000

Be <0,0001 <0,0000

Ca 0,0031 0,0002

Sr <0,0005 <0,0000

V 0,0222 0,0016

Zr <0,0030 <0,0000


46

Tabel 4.1 adalah paduan komposisi aluminium, dapat dilihat aluminium sudah

memiliki kadar Si 0,194% dan Cu 0,17%, maka kadar Si dan CU yang ditambahkan

pada aluminium sebanyak 8.306% dan 3,83%.

4.2 Data Penelitian Pengujian Massa Jenis

Pengujian massa jenis dilakukan pada semua spesimen aluminium yang tidak

diberi campuran logam lain dan semua spesimen paduan Al-8,5%Si-4%Cu. Semua

spesimen di ukur volume dan massa pada saat sebelum dikorosikan di pinggir pantai.

Pengukuran volume menggunakan gelas ukur, dan pengukuran massa menggunkan

neraca digital. Perhitungan massa jenis diperoleh dengan:

m = 19,818 gram

v = 7,30 ml

= 0,0073 dm3

⁄

⁄

Hasil pengujian massa jenis aluminium kondisi awal dan paduan Al-8,5%Si-

4%Cu dapat dilihat pada Tabel 4.2 dan Tabel 4.3.


47

Tabel 4.2 Massa Jenis Aluminium Kondisi Awal

No volume

(ml)

volume

(dm3)

Massa

(g)

Massa jenis

(g/dm³)

1 7,30 0,0073 19,818 2714,79

2 6,30 0,0063 17,111 2716,03

3 6,40 0,0064 17,573 2745,78

4 6,60 0,0066 17,388 2634,55

5 6,80 0,0068 17,993 2646,03

7 7,30 0,0073 19,958 2733,97

8 7,30 0,0073 19,388 2655,89

9 7,30 0,0073 19,521 2674,11

12 7,30 0,0073 19,391 2656,30

13 7,30 0,0073 19,518 2673,70

14 7,30 0,0073 19,371 2653,56

15 6,30 0,0063 16,526 2623,17

Rata-rata 2674,59

Tabel 4.3 Massa jenis Al-8,5%Si-4%Cu

No volume

(ml)

volume

(dm3)

Massa

(g)

massa jenis

(g/dm3)

1 7,3 0,0073 20,946 2869,31

2 7,1 0,0071 20,675 2911,97

3 7,5 0,0075 21,204 2827,20

4 7,2 0,0072 21,629 3004,02

5 7 0,007 19,385 2769,28

6 7,9 0,0079 20,847 2638,86

7 7,1 0,0071 20,16 2839,43

8 8,4 0,0084 21,204 2524,28

9 8,3 0,0083 20,847 2511,68

10 7,4 0,0074 20,921 2827,16

11 8,2 0,0082 21,083 2571,09

12 7,5 0,0075 21,204 2827,20


48

No volume

(ml)

volume

(dm3)

Massa

(g)

massa jenis

(g/dm3)

13 7,2 0,0072 21,013 2918,47

14 7,5 0,0075 21,675 2890,00

15 7,6 0,0076 20,416 2686,31

Rata-rata 2774,42

Pada hasil massa jenis Tabel 4.2 dan Tabel 4.3 terdapat hasil data yang kurang

baik sehingga diperlukan perhitungan ulang dengan menggunakan rumus standar

deviasi. Perhitungan standar deviasi:

√∑

Berikut adalah data massa jenis yang sudah menggunkan rumus standar

deviasi. Dapat dilihat pada tabel Tabel 4.5 dan Tabel 4.7.

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Standar Deviasi Aluminium Kondisi awal

st dev rata rata max Min

37,50 2674,59 2712,09 2637,09

Tabel 4.5 Massa Jenis Aluminium Kondisi Awal Setelah Menggunakan Perhitungan

Standar Deviasi

No Volume

(ml)

Volume

(dm3)

Massa

(gram)

massa jenis

(g/dm3)

5 6,8 0,0068 17,993 2646,029

6 7,5 0,0075 20,169 2689,200

8 7,3 0,0073 19,388 2655,890

9 7,3 0,0073 19,521 2674,110

10 7,3 0,0073 19,426 2661,096

11 6,6 0,0066 17,426 2640,303

12 7,3 0,0073 19,521 2674,110

13 7,3 0,0073 19,391 2656,301

14 7,3 0,0073 19,371 2653,562


49

= 9,8 m/s2 X 11,9 kg/mm

2

= 116,79 Mpa

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Standar Deviasi Aluminium Paduan

st dev rata rata max Min

152,69 2774,42 2927,12 2621,72

Tabel 4.7 Massa Jenis Aluminium Paduan Al-8,5%Si-4%Cu Setelah Menggunakan

Perhitungan Standar Deviasi

No Volume

(ml)

Volume

(dm3)

Massa

(g)

massa jenis

(g/dm3)

1 7,3 0,0073 20,946 2869,315

2 7,1 0,0071 20,675 2911,972

3 7,5 0,0075 21,204 2827,200

5 7 0,007 19,385 2769,286

6 7,9 0,0079 20,847 2638,861

7 7,1 0,0071 20,16 2839,437

10 7,4 0,0074 20,921 2827,162

12 7,5 0,0075 21,204 2827,200

13 7,2 0,0072 21,013 2918,472

14 7,5 0,0075 21,675 2890,000

15 7,6 0,0076 20,416 2686,316

4.3 Data Penelitian Pengujian Kekuatan Tarik

Pengujian Kekuatan tarik dilakukan pada spesimen aluminium kondisi awal

dan spesimen paduan Al-8,5%Si-4%Cu yang tidak dikorosi dan yang dikorosi di

pinggir pantai. Pengujian menggunkan alat uji tarik, dan menghasilakn nilai beban

tarik (Kg), elongasi atau pertambahan panjang (mm) dan grafik hubungan beban dan

pertambahan panjang, dengan perhitungan Kekuatan tarik dengan rumus:

D = 6,40 mm

A =

= 32,15 mm2

W = 383,20 kg

Lc = 2,50 mm

∆L = 0,10 mm

ɛ =

=

= 0,04

σ =

=

kg/mm

2

=11,92 kg/mm2


50

`Hasil pengujian aluminium kondisi awal dan paduan Al-8,5%Si-4%Cu dapat dilihat

pada Tabel 4.8, Tabel 4.9 dan Gambar 4.1.

Tabel 4.8 Kekuatan Tarik aluminium kondisi awal

No

Gage

length

Lc(mm)

Diameter

(mm)

Beban

(kg)

Elongasi

∆L(mm)

A

(mm²) ɛ

σ

(kg/mm²)

σ

(MPa ) Umur

1 2,50 6,40 383,20 0,10 32,15 4% 11,92 116,79 Bulan

ke-0 2 2,50 6,15 338,20 0,05 29,69 2% 11,39 111,63

3 2,50 6,10 327,00 0,10 29,21 4% 11,19 109,71

4 2,50 6,35 369,50 0,25 31,26 10% 11,86 116,22 Bulan

ke-1 5 2,50 6,15 250,10 0,10 30,66 4% 8,16 79,93

6 2,50 6,15 318,00 0,20 30,18 8% 10,54 103,28

7 2,50 6,30 186,20 0,05 30,66 2% 6,07 59,51 Bulan

ke-2 8 2,50 6,25 205,10 0,05 31,16 2% 6,58 64,51

9 2,50 6,20 269,50 0,10 30,66 4% 8,79 86,13

10 2,50 6,25 273,60 0,15 31,16 6% 8,78 86,06 Bulan

ke-3 11 2,50 6,30 75,40 0,05 31,16 2% 2,42 23,72

12 2,50 6,25 152,70 0,15 31,16 6% 4,90 48,03

13 2,50 6,25 73,40 0,05 30,66 2% 2,39 23,46 Bulan

ke-4 14 2,50 6,30 118,60 0,10 31,16 4% 3,81 37,30

15 2,50 6,25 69,60 0,05 30,66 2% 2,27 22,24


51

Tabel 4.9 Kekuatan Tarik paduan Al -8,5%Si -4%Cu

No

Gage

length

(mm)

Diameter

(mm)

Beban

(kg)

Elongasi

∆L(mm)

A

(mm²) ɛ

σ

(kg/mm²)

σ

(MPa ) Umur

1 2,58 6,25 417 0,1 30,664 4% 13,598 133,27 Bulan

ke-0 2 2,6 6,1 415 0,35 29,209 14% 14,207 139,233

3 2,56 6,3 425 0,1 31,156 4% 13,640 133,679

4 2,48 6,2 428,1 0,1 30,175 4% 14,187 139,033 Bulan

ke-1 5 2,5 6,25 388,1 0,15 30,664 6% 12,656 124,034

6 2,58 6,25 390,9 0,1 30,664 4% 12,7478 124,929

7 2,6 6,3 389,76 0,15 31,156 6% 12,509 122,595 Bulan

ke-2 8 2,56 6,2 75,4 0,05 30,175 2% 2,498 24,487

9 2,58 6,15 152,7 0,15 29,690 6% 5,143 50,401

10 2,6 6,3 410,3 0,1 31,156 4% 13,168 129,055 Bulan

ke-3 11 2,45 6,35 78,8 0,5 31,653 20% 2,489 24,3969

12 2,55 6,25 336,8 0,1 30,664 4% 10,983 107,638

13 2,48 6,3 383,4 0,15 31,156 6% 12,305 120,594 Bulan

ke-4 14 2,5 6,15 377,6 0,1 29,690 4% 12,717 124,634

15 2,48 6,2 328,3 0,1 30,175 4% 10,879 106,621


52

4.5 Pembahasan

Proses peleburan aluminium, tembaga dan silicon dilakukan secara manual

menggunakan burner dengan bahan bakar solar yang di kompresikan, tempat yang

digunakan dalam pengecoran adalah gerabah tanah liat. Proses pembentukan atau

machining dilakukan dengan mesin gergaji dan mesin bubut, yang menghasilkan 30

buah spesimen yang terdiri dari 15 buah spesimen kondisi awal tanpa menggunakan

Si dan Cu. 15 buah spesimen aluminium paduan Al-8,5%Si-4%Cu. Sebelum diujikan

korosi, semua spesimen ditimbang di laboratrium analisa pusat, Fakultas Farmasi,

Universitas Sanata Dharma. Setiap spesimen diberikan nomer. Pada tanggal 15

desember 2015 spesimen mula pengkorosian dengan di gantungkan di pinggir pantai

Pelangi, Depok, Bantuk , Daerah Istimewa Yogyakarta. Setiap tanggal 15 dengan

rentang satu bulan. Proses pengambilan benda uji di pantai dilakukan sebanyak empat

kali pada setiap tanggal 15 dan pengambilan data berakhir pada tanggal 15 April

2016. Setiap bulannya mengambil 3 spesimen yang akan ditimbang, mengukur

volume, dan dimensi spesimen. Dan pengambilan data pengujian tarik.

4.5.1 Pembahasan Pengujian Massa Jenis

Tabel 4.2 dan Tabel 4.3 menunjukkan perbedaan rata-rata massa jenis antara

spesimen aluminium kondisi awal dengan spesimen paduan Al-8,5%Si-4%Cu

meningkat 5%, dengan massa jenis kondisi awal 2674,59 gr/dm3 dan massa jenis rata-

rata spesimen paduan Al-8,5%Si-4%Cu 2804,904 gr/dm3. Peningkatan massa jenis

Al-8,5%Si-4%Cu disebabkan karena 8,5% massa Silikon menggantikan 8,5% masa

aluminium dengan massa jenis silicon toritis 2329 gram/dm3, dan 4% massa tembaga

menggantikan 4% massa aluminium dengan massa teoritis tembaga 8930 g/dm3.


53

4.5.2 Pembahasan Pengujian Kekuatan Tarik Terhadap Korosi

Hasil grafik Kekuatan Tarik pada Aluminium murni dengan Aluminium

paduan bisa dilihat pada gambar 4.1.

Gambar 4.1 Hasil akhir Kekuatan Tarik aluminium setelah proses korosi 4 bulan

Pada Gambar 4.1 dapat dilihat kekuatan tarik sebelum diberikan perlakuan

korosi spesimen paduan Al-8,5%Si-4%Cu lebih tinggi daripada aluminium kondisi

awal. Saat belum diberikan perlakuan korosi kekuatan tarik dari aluminium kondisi

awal adalah 112,71 MPa dan pada spesimen padauan Al-8,5%Si-4%Cu sebesar

135,39 MPa .

Dengan mencoba tidak mengikut sertakan spesimen no 8,9 dan 11 disajikan

pada Gambar 4.6, analisa yang dapat diambil adalah penambahan logam Cu dan Si

membuat aluminium ini menjadi lebih tinggi kekuatan tariknya dan lebih tahan korosi

dari pada aluminium kondisi awal tanpa Cu dan Si. Pada bulan ke-4 kekuatan tarik

pada spesimen aluminium kondisi awal sebesar 27,70MPa dan kekutan tarik pada

spesimen paduan Al-8,5%Cu-4%Si 117,28 MPa . Rata-rata penurunan dari spesimen

21,25 MPa dan jika dipresentase menjadi 19% , dan rata penuruna dari spesimen

paduan Al-8,5%Cu-4%Si 3,90 MPa dan jika dipresentasekan menjadi 3%. Selisih

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

0 1 2 3 4

Tega

nga

n (

Mp

a)

Bulan

Tanpa Si+CU

8,5%Si+4%Cu

Kek

uat

an T

arik

(M

pa)


54

tegagan tariknya 113,22 MPa dan presentasenya 16%. Jadi penambah logam Cu dan

Si meningkatkan 18% kekuatan tarik dari aluminium kondisi awal.

Kondisi udara di pinggir pantai yang bersifat korosif. Kadar garam atau NaCl

pada udara pinggir pantai sangat mudah bereaksi dengan aluminium dan

menghasilkan Aluminium Klorida (AlCl3). Aluminium klorida berbentuk seperti

butiran berwarna putih dan menempel pada permukaan. Pada saat udara menjadi

lembab atau saat pagi hari udara menghasilkan embun, terjadi reaksi kimia seperti

berikut:

Dapat disimpulkan ketika aluminium klorida bereaksi dengan uap air, tidak

terbentuk aluminium oksida yang bersifat melindungi spesimen dari korosi. Sehingga

terjadi pengikisan pada permukaan selama perlakuan korosi di pinggir pantai.

Permukaan spesimen yang terkikis ini menyebabkan penurunan kekuatan tarik yang

sangat signifikan. Data hasil penelitian menunjukkan, secara keseluruhan pada

aluminium kondisi awal dan Al paduan (Al-8,5%Si-4%Cu) tetap mengalami

penurunan kekuatan tarik.


55

BAB V

KESIMPULAN

5.1 kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan

sebagai berikut:

1. Penambahan 8,5%Si-4%Cu meningkatnya massa jenis sebesar 4% dari

spesimen aluminium murni, yang awalnya 2674,59 gr/dm3

menjadi

2782,50 gr/dm3. Kekuatan tarik spesimen paduan Al-8,5%Si-4%Cu

meningkat 32% dibandingkan spesimen aluminium murni. Rata-rata

penurunan kekuatan tarik aluminium murni adalah 21,25 MPa per

bulannya sedangkan penurunan kekuatan tarik spesimen paduan 3,90

MPa per bulannya

2. Perlakuan korosi selama empat bulan menyebabkan penurunan

kekuatan tarik. Penurunannya sebesar 75,42% dari 112,71 MPa

menjadi 26,67 MPa. Sedangkan pada Spesimen aluminium paduan,

penurunan kekuatan tarik hanya 13% dalam waktu empat bulan, dari

135,39 MPa menjadi 117,28 MPa


56

5.2 Saran

Setelah melakukan penelitian ini, penulis memberikan saran agar untuk

kedepannya memperoleh hasil yang lebih baik. Ada beberapa sara yang penulis

berikan adalah:

1. Sebelum melakukan penelitian sebaiknya peneliti selanjutnya lebih banyak

berkomunikasi untuk metode penelitian yang dipergunakan.

2. Persiapan alat, bahan, dan proses pengecoran dilakukan sedini mungkin,

karena proses ini memakan waktu yang sangat lama.

3. Cetakan sebelum dituangi cairan logam sebaiknya dipanaskan dahulu agar

tidak terjadi pendinginan yang tidak merata yang mengakibatkan perbedaan

karakter.

4. Sebaiknya Laboratorium Ilmu Logam, Universitas Sanata Dharma dapat

menambah alat pengecoran dan memperbaharui alat agar lebih modern.

5. Pembersihan produk korosi dipastikan untuk benar-benar bersih.


DAFTAR PUSTAKA

Askeland, Donald R., Phule P., 2011, The Science and Engineering of Materials 6th

Edition.

Solid State, New Delhi.

Craig, H.L. Jr., 1972, Stress-Corrosion Cracking of Metals-a State of the Art, ASTM-STP 518.

Fontana, Mars G., 1986, Corrosion Engineering 3rd

Edition, B & Jo Enterprise PTE LTD,

Singapore.

Jones, Denny A., 1992, Principles and Prevention of Corrosion, Macmillan Publishing

Company, Ontario, Canada.

Metal Handbook Ninth Edition, American Society for Metal.

Spiegel, Murray R., Stephens, Larry J., Schaum’s Outlines : Sta tistik Edisi Ketiga, Erlangga,

Jakarta.

Surdia, T., Chijiwa K., 1976, Teknik Pengecoran Logam, edisi kedua. Pradnya Paramita, Jakarta.

Surdia, T., Saito, S., 1995, Pengetahuan Bahan Teknik, cetakan ketiga. Pradnya Paramita,

Jakarta.

Trethewey, KR., Chamberlain, J., 1991, Korosi untuk Mahasiswa dan Rekayasawan, PT.

Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
